广深港客运专线益田路隧道矿山法施工段ⅡⅢ级围岩隧道施工技术总结Word格式.docx
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长度（m）
围岩级别
开挖方式
辅助措施
（超前支护）
1
DK105+375～DK105+428
53
Ⅳ
台阶法
Φ25超前锚杆，环向间距0.4m,长4.5m，3m一环
2
DK105+428～DK105+478
50
Ⅲ
全断面法
3
DK105+478～DK107+892
2414
Ⅱ
本文主要阐述Ⅱ、Ⅲ级围岩施工技术总结。
2.1.洞身开挖
2.1.1.人员、设备配置
针对本隧道的特点：
隧道长、断面大、洞内温度高等，工人劳动强度大的特点。
开挖工班采用2班轮流作业，全断面开挖要求每班至少32人，确保掌子面每循环有25台风枪同时工作。
爆破钻孔机具采取YT28型气腿式凿岩机，Ф42mm直径的钻头钻孔。
钻头为“一”字型硬质合金钢，钻杆规格为中空六棱型，钻杆长度分别为:
１m、1.5m、2.0m、2.2m，3.5m几种规格。
益田路隧道属大断面隧道，II级围岩最大断面达117.03m3，风枪配置25台，钻孔2.5～4.0m，到响炮用时约4.0～4.5h。
2.1.2.光面爆破
一、爆破参数设计
炮孔布置及钻爆参数详见:
“图2-1-1全断面法钻爆设计图”及“表2-1-2全断面法爆破参数表”。
图2-1-1益田路隧道全断面法钻爆设计图
二、装药结构与起爆网络
装药结构：
主炮孔采用孔底集中装药结构，卷状乳胶炸药作主爆药，起爆雷管置于孔底，聚能穴指向孔口，空气部分用砂粘土堵塞。
周边光爆孔采用间隔装药装药结构，导爆索全长铺设。
各炮孔装药结构见“图2-1-2炮孔装药结构示意图”。
图2-1-2各炮孔装药结构示意图
起爆方式：
采用孔内分段微差起爆方法。
从保证安全的角度出发，使用非电起爆网络。
每孔一发非电延期毫秒雷管，孔外簇联后由双发电雷管或激发器起爆。
电雷管—非电毫秒雷管起爆网路图见“图2-1-3起爆网路图”。
图2-1-3电雷管—非电毫秒雷管起爆网路图
三、石方爆破施工工艺
工艺流程图见“图2-1-4石方爆破工艺流程图”。
图2-1-4石方爆破工艺流程图
四、爆破施工原则
根据爆区周围环境、地质状况及进度要求，施工中遵守以下原则：
确保生产的均衡连续性和破碎质量，同时有利于爆破安全的控制，石方爆破采用钻孔控制爆破的方法进行。
②根据保护建筑物到爆破地点的不同距离，严格按实测振动规律控制单段最大装药量和一次爆破规模。
采用微差起爆方法，最大限度地减少爆破振动对环境的影响。
③石方爆破开始前，对周围建筑物进行详细调查，并依据其结构特征和国家标准给出各自的爆破振动安全允许值。
④严格安全防护措施，以防止个别飞石造成周围保护物的损害。
爆破时实施严格的安全警戒。
⑤爆破施工严格遵照《爆破安全规程》和深圳市有关规定办理。
爆破施工前，编制详细的爆破施工组织设计，经有关部门审批后实施。
⑥起爆前加强警戒警示，爆破时人员全部撤至安全地点后方可起爆，洞内爆破警戒距离不小于200m，洞口警戒距离不小于50m,人员全部撤离至洞外安全地带。
2.1.3.洞内出碴
正洞施工隧道出碴通过已贯通的益田路隧道斜井出碴。
本段隧道断面较大，根据同类隧道施工经验及现场情况，2台侧翻式装载机可以同时装碴，提高出碴效率，故本隧道出碴采用2台侧翻式装载机装碴，遮盖式18t自卸汽车直接运至指定弃碴场。
将开挖的石碴迅速装车运出洞外，是提高隧道掘进速度的重要环节。
该项作业往往占全部开挖作业时间的50%左右，控制着隧道的施工速度。
因此，正确选择并准备足够的装碴运输设备，维修好道路，减少相互干扰，提高装运碴效率是加快隧道施工速度，尤其长大隧道施工速度的关键。
洞内能够设置双车道出碴运输道路，故一般情况下不需要设置专门的会车道或避车洞。
2.2.初期支护施工
本段矿山法隧道初期支护主要有Φ25中空注浆锚杆及C25喷射混凝土支护。
2.2.1.喷射混凝土
喷射砼施工采用湿喷砼工艺，喷射混凝土机械手辅以混凝土湿喷机施工，施工工艺流程详见“图2-2-1喷射砼施工工艺流程图”。
图2-2-1喷射砼施工工艺流程图
（1）在作业时，砼集中由砼拌合站拌好，通过输送车向洞内送料，空压机供风，采用砼湿喷机作业。
（2）施工工艺：
砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔10mm），以避免超粒径骨料进入喷射机；
用高压水冲洗干净受喷围岩面，而后即可开始喷射砼。
（3）采用湿喷机进行喷混施工，送风之前先打开计量泵（此时喷嘴朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压砼拌合物堵塞速凝剂喷射孔；
（4）送风后调整风压，使之控制在0.45～0.7MPa之间，若风压过小，粗骨料则冲不进砂浆层而脱落，风压过大将导致回弹量增大。
因此，按砼回弹量大小，表面湿润易粘着力度来掌握。
喷射压力调配适当，根据喷射仪表反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂掺量。
（5）喷嘴与岩面的距离按规范执行，喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射，其间距-宜为1.5-2.0m，喷嘴应连续、缓慢作横向环行移动，喷层厚度均匀。
（6）若需喷第二层，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。
若终凝1h后进行喷射时应先用风水清洗喷层表面。
一次喷射厚度可按喷射部位和要求厚度确定，或按“表2-2-1”选用。
表2-2-1喷射混凝土一次喷射厚度（mm）
喷射部位
边墙
拱部
70～100
50～60
（7）初喷混凝土在开挖后及时进行，复喷应根据掌子面的地质情况和一次爆破开挖量分层、分时进行喷射作业，以确保喷射混凝土的支护能力和喷层的设计厚度；
喷射混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。
（8）喷射在岩面上的混凝土表面应无滑移下坠现象，当表面有松动、开裂、下坠、滑移等现象时，应及时清除重喷。
（9）喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。
喷射混凝土回弹率：
侧壁不应大于15%，拱部不应大于25%。
（10）喷射完成后应检查混凝土与岩面粘结情况，可用锤敲击检查。
当有空鼓、脱壳时，应及时凿除，冲洗干净进行重喷，或采用压浆法充填。
中空注浆锚杆
2.2.2.中空注浆锚杆
施工工艺见“图2-2-2中空锚杆施工工艺框图”。
（1）中空锚杆施工钻孔使用锚杆台架钻孔，钻孔前根据设计要求定出孔位，钻孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂直，钻孔直径φ42mm，钻孔深度大于锚杆设计长度10cm。
（2）中空注浆锚杆施工程序如下：
钻完孔后，用高压风吹净孔内岩屑；
将组合杆体送入孔内，直达孔底；
将止浆塞穿入锚杆末端与孔口取平并与杆体固紧；
锚杆末端戴上垫板，然后拧紧螺母；
（3）采用锚杆专用注浆泵往中空锚杆内压注水泥浆，水泥浆的配合比为：
水灰比：
1：
1，注浆压力为0.2～0.5MPa，水泥浆随拌随用。
2.3.防排水施工
本标段隧道结构防水根据工程地质、水文地质条件、结构特点、施工方法等因素综合考虑，遵循“以混凝土自防水为主、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。
Ⅱ、Ⅲ级围岩为排水型隧道，防水等级：
满足《地下工程防水技术规范》（GB50108）规定的一级防水标准，衬砌表面无湿渍。
矿山法隧道典型断面防水结构见“图2-3-1防水系统断面示意图”。
主要防水措施：
（1）隧道初期支护与二次衬砌间全环铺设防水板；
（2）二次衬砌变形缝及环、纵施工缝采用复合防水处理措施；
（3）环向设置Ф50打孔波纹管，纵向两侧设置HDPE107/193打孔波纹管；
（4）隧道二衬混凝土采用防水混凝土，排水型隧道抗渗等级不小于P8，防水混凝土的耐侵蚀系数不小于0.8；
（5）隧道二衬混凝土施工完成后，进行衬砌背后回填注浆；
（6）对地下水丰富地段，开挖后对围岩径向注浆及补注浆等措施对地下水进行主动封堵。
图2-3-1排水型隧道防水系统断面示意图
2.3.1.机具设备及劳动组织
排水系统施工中，通常6～8人即能满足作业要求，焊接时采用按防水板台车分三层站人，自下而上传递焊机，连续施焊。
保证焊机行走缓速平稳，两人把住防水板边缘，防止防水板起皱，一人辅助移动插座等。
安装环向排水盲沟3人，安装纵向排水盲沟2人。
以上工种可兼顾。
主要机具配备见“表2-3-1主要机具设备表”：
表2-3-1主要机具设备表
机 具
型 号
单位
数量
备 注
简易台车
台
防水层施工平台
小型翻斗车
运输材料
射钉枪
把
6
挂设土工布，含3台备用。
4
热熔焊机
焊接防水板，含2台备用。
5
热熔吹风机
修补防水板，含2台备用
2.3.2.初期支护准备工作
一、初期支护面净空及初支层空洞检查
初期支护面补喷到位以后要测量检查初期支护面的净空是否满足设计要求。
初期支护严禁侵入衬砌。
若有侵限存在，不得施工二衬，要对侵限部位进行凿除，以保证衬砌厚度。
初喷层有无空洞采用雷达扫描仪检测。
当发现空洞时，立即采用注浆填充，不得留有空腔。
二、基面处理
在暗挖段结构施工中，喷射混凝土基面及围护结构基面粗糙、凹凸不平、锚杆头外露，对铺设防水层质量有很大影响，为此对防水层基面必须进行处理，工艺要求及施工要点如下：
①、凹凸度要求：
对暗挖喷射混凝土衬砌拱部平整度D/L＝1/6/～1/10，（D为初期支护基面相邻两凸面间凹进去的深度，L为初期支护基面相邻两凸面间的距离）；
②、基面不得有钢筋及凸出的管件等尖锐突出物，否则要进行割除，并在割除部位用砂浆抹成圆曲面，以免防水层被扎破；
③、隧道断面变化或转弯处的阴阳角均应做成圆弧，阴角处圆弧半径不小于10cm，阳角处圆弧不小于5cm；
三、初期支护面渗水处理
对于初期支护表面出现的局部渗水或小股滴水，首先在渗水周围注浆将水流汇聚至一处集中排水点，然后通过树枝状PVC导水管将水流引排到隧道侧沟，导水管通过射钉钉在初期支护面上，形成一个紧贴初期支护的通道从而起到顺畅排水的功用。
当岩体缝隙（裂隙）涌水量较大时，则采取先钻引水孔泻压，再对裂隙注浆，最后用膨胀快硬水泥对引水孔进行封堵处理。
以上工作完成后要将喷射混凝土面整体检查一遍,发现有不平整或者渗露水的地方要再进行补喷或者渗漏水处理.
土工布施工
2.3.3.土工布施工
无纺布采用水泥钉和专用热熔垫圈固定于已达到要求的喷射砼基面上，垫片为梅花形布置，间距拱部为0.5*0.5m（环*纵），边墙为1.0*1.0m射钉固定，无纺布之间的搭接宽度不小于100mm，搭接部位采用热风焊枪焊接。
铺设无纺布时沿隧道环向进行铺设，不得拉得过紧，以免影响防水卷材的铺设，同时在分段铺设的无纺布连接部位应预留不少于200mm的搭接余量。
在阴阳角处、防水施工薄弱的地方，为更好的保护好防水板，可设双层无纺布缓冲层作为加强层。
2.3.4.排水管及排水体施工
纵向盲管及排水体
环向排水盲管采用Ф50打孔波纹管（外包土工布），平均每10m设置一环，；
环向盲管安装要尽量紧贴混凝土面，安装时用5cm长的锚固钉、U形卡固定，露出钢钉用砂浆抹平，对于水量大的地段，环向盲管间距可以根据出水地点进行调整。
安装时必须与土工布安装相结合，即不能与土工布固定点错开。
纵向排水盲管采用HDPE107/193双壁打孔波纹管，每10m一段弯折接入侧沟。
下部支撑采用铆钉锚固，上部施工排水体。
纵向盲管安装到设计位置后，其上部施做无砂混凝土（排水体）反滤层，坡度与隧道纵坡保持一致。
其采用参数为：
80kg/m3矿渣水泥，35~45L/m3水，矿石集料（圆形颗粒），粒径16~32（小于16mm的集料百分比允许值为小于10%），矿石集料的碳酸钙含量重量百分比小于10%。
2.3.5.防水板施工
工艺流程见“图2-3-2防水板铺设施工工艺流程图”
防水板
铺设前精确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头。
防水板采用无钉铺设工艺，采用自向上的顺序铺设，铺设防水板先用简易台车将防水板固定到预定位置，然后用手动电热熔接器加热，使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上。
防水板铺设要松紧适度，使之能与无纺布充分接合并紧贴在喷射混凝土表面。
防止过紧或过松，防水板受挤压破损或形成人为蓄水点。
防水板间搭接应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开1m以上。
防水板间自动热熔焊接用自动双缝热熔焊接机按照预定温度、速度焊接，单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1.5cm。
焊接后两条缝间留一条空气道，用空气检测器检测焊接质量，焊接前先除尽防水板表面的灰尘再焊接，防水板搭接宽度须大于15cm。
图2-3-2防水板铺设施工工艺流程图
焊缝质量检查：
在防水板熔接部位用空气检测器（检漏器）往两道焊缝间（两端封堵）打气，当气打到0.25Mpa时，持续5min内，压力不小于0.23Mpa，压力无变化则熔接质量合格，如有变化，则在焊缝上涂检测液，再次充气检测，查出漏气部位，对漏气部位进行补焊。
防水板破损处修理：
如发现防水板有破损，必须及时修补。
局部处理或修补采用手持焊枪，先取一小块防水板，除尽两防水板上的灰尘后，将其置于破损处，然后用手动电热熔接器熔接。
熔接质量用真空检测器检测，若不合格必须重新修补。
三层防水板的搭接处，搭接形式为T形接头，一般禁止四层防水板搭接，即禁止出现十子形接头。
固定防水板铺设如图2-3-3所示，防水板焊接如图2-3-4所示。
图2-3-3固定土工布与防水板示意图
图2-3-4防水板焊接示意图
2.3.6.止水带施工
拱墙环向施工缝设置中埋式钢边止水带与遇水膨胀止水胶，止水带安装位置符合设计要求，中心线位置应和施工缝1/3处重合，止水带固定牢固、平顺，采用钢筋卡固定。
变形缝处设置中埋式钢边止水带、外贴式橡胶止水带与Ф20打孔PVC管，背水侧3cm内空隙采用聚硫密封胶填塞密实，其余空腔采用沥青木丝板填塞，Ф20打孔PVC管设置三通与隧道侧沟相通。
止水带接头连接采用挫面后热焊粘接，接缝平整、牢固，不得有裂口和脱胶现象。
2.4.二次衬砌施工
一、衬砌台车
隧道二次衬砌采用12.1m全断面液压模板衬砌台车进行全断面衬砌，共购入2台。
台车根据益田路隧道设计图，采用全断面曲墙式衬砌台车，根据五种（W=0、20、40、60、80cm）加宽进行设计，面板采用整体式钢板（10mm厚）加肋设计，保证了混凝土表面无水平通缝。
模板台车最大长度12.1m，门架内净空高度4.2m，自重106t，台车轨距7.6m，支撑采用液压千斤顶支撑，工作压力16Mpa，行走速度9.8m/min。
台车的拱模、侧模、底模均采用液压缸伸缩整个模板，以适用正洞曲线断面要求。
为保证台车面板和内支撑系统的强度和刚度，台车面板采用厚度为10mm的钢板，台车拱模纵梁及行走纵梁上设置活动钢支撑，以防止台车上浮及向内位移，台车的行走钢轨采用43kg/m标准轨，电机电源为380V/50HZ，台车的制动设卡轨钳。
在模板台车墙脚上方1m处设置附着式平板振动器，数量为6台，适当微振捣，增加该处的砼密实度。
见“图2-4-1衬砌台车示意图”。
图2-4-1衬砌台车示意图
二、工艺流程
砼由拌合站集中拌合，砼输送车运输，泵送入模，插入式和附着式振捣器振捣。
采用衬砌作业机械化配套见“图2-4-2衬砌作业机械化配套示意图”。
隧道台车衬砌施工工艺见“图2-4-3隧道台车衬砌施工流程图”。
图2-4-2衬砌作业机械化配套示意图
图2-4-3隧道台车衬砌施工流程图
三、砼施工
①、砼浇筑
为保证砼的流动性，坍落度控制在18～20cm，粗骨料采用级配良好的碎石。
砼浇注时应由下而上分层对称灌注，每层灌筑高度不超过40cm，采用附着式平板振动器和人工用插入式振捣器充分振捣。
每层的浇注顺序应从砼已施工端开始，以保证砼施工缝的接缝质量和便于排气。
混凝土灌注过程中应始终有技术人员和有经验的技术工人现场值班，组织好放料、停料及振捣时机，特别应注意混凝土泵送满后的刹尖停泵时机，严禁强行泵送，要保证拱顶砼饱满又要避免模板台车受压变形。
砼施工
②、拆模、养生
根据洞内的砼硬化时的强度增长规律和施工经验，混凝土拆模一般在12～36小时后进行，拆模后混凝土应立即养护，采用专人洒水，养护时间不少于14d。
台车脱模后，下一组就位前应对台车表面涂刷水溶性脱模剂，采用自制喷淋式设备沿台车表面均匀涂刷，以避免脱模剂污染钢筋和脱模时砼粘附在台车上。
③、混凝土施工注意事项
制定详细的混凝土供应方式、现场质量控制措施、混凝土浇注工艺流程、混凝土施工路线、混凝土灌筑及养护、防止混凝土质量通病的措施等，报监理审批后实施。
混凝土灌筑前应对模板（或台车）、钢筋、预埋件、预留孔洞、施工缝、变形缝止水带等进行检查，清除模板内杂物，隐蔽验收合格后，方可灌筑混凝土。
混凝土灌筑过程中应随时观察模板（或台车）、支撑、防水板、钢筋、预埋件、预留孔洞等情况，发现问题及时处理。
2.5.施工通风、照明、排水及防尘
2.5.1.隧道施工通风
隧道施工通风具有很强的特殊性，随着掘进加长环境逐渐恶化；
工人主要集中在掌子面附近区域工作；
纵向通风系统中，有害气体浓度呈三角形分布，过隧道人员在很短时间内才经受最大的有害气体“点浓度”等等。
施工通风目的是确保隧道内环境卫生，创造良好的工作环境，保证一线职工和施工人员健康，为此，必须加大通风除尘措施，降低各种作业产生的粉尘和有害气体。
一、施工通风控制条件
坑道中氧气含量：
按体积计，不得低于20%。
粉尘允许浓度：
每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；
含有10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘为6mg；
二氧化硅含量在10%以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10mg。
有害气体浓度采用有害气体检测仪进行实时检测：
一氧化碳：
不大于30mg/m3。
当施工人员进入开挖面检查时，浓度可为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3。
二氧化碳：
按体积计，不超过0.5%。
氮氧化物换算成NO2为5mg/m3以下。
隧道内气温不得超过28C。
隧道施工时，供给每人新鲜空气量，不应低于3m3/min，采用内燃机作业时，1kw功率的机械设备供风量不宜小于3m3/min。
隧道开挖时全断面风速不应小于0.15m/s，坑道内不应小于0.25m/s。
但均不得大于6m/s。
二、通风方式
益田路隧道矿山法施工段全长3082m，我部负责的隧道（斜井工作面）计划掘进2517m，进口工作面为V、VI级软弱围岩段，地质条件差，施工进度慢，我部工作面采用全断面开挖，人工钻爆法掘进、无轨运输作业方式。
隧道开挖方法为钻爆法，采用内燃装载机装碴、自卸汽车无轨运输出碴，因此掘进的快慢在很大程度上由通风效果的好坏决定。
①、由斜井压入式通风方式
我部由益田路隧道斜井（斜井长384m）进入益田路隧道正洞开挖后，分为两个工作面施工，大里程方面施工至盾构始发井（益田路隧道1号竖井），小里程方面施工至益田路隧道进口，采用一台55KW×
2轴流式通风机，此种风机为可调变速式，可以根据实际施工需要确定最佳供风量。
管路为Ф150cm软式通风管，安装时风管吊挂平直，拉紧吊稳，避免出现褶皱增加局部阻力，在与正线工作面交接处转弯应缓慢过度。
。
对炮烟及柴油机械废气进行冲淡压出。
见下图：
②、由斜井与正洞交叉口压入式通风方式
此阶段益田路隧道1号竖井已施工完成，盾构机尚未进场，我部设置一台55KW×
2轴流式通风机于斜井与正洞交叉口，交叉口处存在斜井及竖井2处通风口，均可以进入新鲜空气，并利于废弃排出。
③、由斜井与正洞交叉口压入式通风方式，并增加设备及通风井。
由于盾构机开始组装，后续需进行盾构施工，已无法由1号竖井排烟，且暗洞开挖至1000m，通风困难主要在于掘进一定深度后现有压入式风机的风压会存在不足，因此必须增加通风设备辅助通风。
我部采用两台55KW×
2轴流式通风机串联方式压入式通风，并增加射流风机两台，55KW轴流风机1台（专供掌子面及衬砌等生产区使用），并于DK105+865处设置一Φ2.0m通风井。
用于下阶段开挖至进口通风准备，见下图：
2.5.2.洞内施工用电及照明
①动力线和照明线分开架设，采用绝缘线，动力线架于上层。
②成洞地段固定的电线路，用绝缘良好的胶皮线架设。
施工地段的临时电线路必须使用三芯橡胶套电缆以保安全。
③工作面采用36V低电压，其照明用变压器必须设在离工作面不远的安全而干燥的地方（如设置在综合洞室内）距离不小于20米，机壳接地，从变压器到工作面的电线总长不大于100m；
2.5.3.防尘
洞内防尘的基本原则采用湿式凿岩和湿喷砼工艺，水幕降尘和个人防护相结合
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